Биопестициды — перспективный сегмент рынка средств защиты растений

25.11.2021
Пестициды
1374

Биопестициды сегодня находятся в центре внимания агрохимической отрасли и сельхозпроизводителей по всему миру благодаря экологической безопасности. Они рассматриваются в качестве замены химическим пестицидам или используются в интегрированных системах защиты культур вместе с ними, обеспечивая аграрной отрасли стабильность.

Новые направления развития пестицидов в мире

Биопестицидный бизнес набирает обороты благодаря общемировой тенденции биологизации защиты посевов от болезней и вредителей и расширению спроса населения на органические продукты питания. На мировом рынке СЗР доля биопестицидов уже составляет около 10%. За последний год их продажи приблизились к $7 млрд, а к 2025 году превысят $10 млрд при ежегодных темпах прироста 17%, что намного быстрее, чем прирастает уже устоявшийся рынок химических СЗР. По данным компании Клеффманн Групп (Kynetec), в 2020 году глобальный рынок химических пестицидов прирос всего на 1%, достигнув $56 млрд за счет растущих рынков Азии и Латинской Америки. При этом традиционно крупные мировые рынки химических препаратов, в том числе и европейский, стагнируют и сокращаются по причине взятия курса на «зеленую экономику» и продвижение биологизации.

Мощным двигателем развития биопестицидной промышленности в развитых и развивающихся странах является социально-общественный контроль и оказываемая со стороны государственных органов помощь в разработке и регистрации новых биопродуктов. Содержащие в своем составе биологически активные вещества — биофунгициды, биоинсектициды, биогербициды и бионематоциды не оставляют токсичных остатков в растениеводческой продукции и не вызывают повышения устойчивости контролируемых объектов. Вместе с тем, некоторые действующие вещества химических препаратов запрещают применять из-за риска для здоровья людей и окружающей среды.

Что считается биопестицидом?

В разных странах по-разному считают, какие препараты можно называть биопестицидами. В Евросоюзе биопестициды — это «форма пестицидов на основе микроорганизмов или натуральных продуктов». В России согласно ГОСТ Р 56694-2015 это «биологические средства защиты растений, которые используют для борьбы с вредителями культурных растений, представляющие собой живые объекты или естественные биологически высокоактивные химические соединения, синтезируемые живыми организмами».

В США, помимо микробиологических препаратов на основе бактерий, грибов и вирусов, к биопестицидам относят и генно-модифицированные культуры, в которые добавлены гены микроорганизмов — ген эндотоксина бактерий вида Bacillus thuringiensis. Эти бактерии также применяют самостоятельно в качестве инсектицида. В итоге генно-модифицированные культуры сами продуцируют токсины, уничтожающие вредный объект. А вот к биохимическим пестицидам, синтезируемым живыми организмами, относят субстанции, которые контролируют вредителей исключительно по нетоксичным механизмам (препятствующие спариванию половые феромоны насекомых, привлекающие насекомых в ловушки ароматические экстракты, препятствующие дыханию масла).

Какие направления биоконтроля находятся сейчас в приоритете?

У биологических (микробных) гербицидов более узкий спектр действия (контролируют только один вид вредных организмов), поэтому они уступают по эффективности химическим гербицидам. Вместе с этим микробные биогербициды и химические пестициды не могут применяться одновременно, что значительно ограничивает их продвижение. Если взаимодействие между ними станет выгодным обеим сторонам, то это поможет распространению микробных гербицидов в больших масштабах.

Значительная доля выпускаемых сегодня биопестицидов относится к группе инсектицидов и фунгицидов, предназначенных соответственно для борьбы с насекомыми и грибными заболеваниями культур. Последние разработки таких биопродуктов с точки зрения эффективности не только способны сократить использование традиционных химических пестицидов, но и полностью их заменить.

СЗР с приставкой био: принципы работы, ошибки, советы специалиста

Современные средства биоконтроля

  • биопестициды на основе микроорганизмов и членистоногих, основаны на вирусах, бактериях, грибах, простейших и нематодах (биоинсектициды, биофунгициды, биогербициды, биомоллюскоциды и бионематоциды) — вызывают заболевания и гибель объектов контроля.
  • биоконтролирующие агенты, основаны на применении хищников-членистоногих: жуков, мух, галлиц, златоглазок, клопов, клещей и паразитических ос, которые поедают целевые объекты или используют их в качестве пищи для своего потомства.

Самым перспективным, экологически чистым и эффективным инструментом в борьбе с вредителями считают разработку феромонов членистоногих, грибов и млекопитающих. Феромоны в сельском хозяйстве начали использовать с 1980 г., биопестициды на основе микроорганизмов — с 1990 г., а биоконтролирующие типы хищников — с начала XXI века. В силу более быстрого снижения стоимости производства феромонов данный сегмент показывает более быстрое развитие. Если в 2019 г. глобальная рыночная стоимость сельскохозяйственных феромонов оценивалась $2,4 млрд, то к 2025 году может увеличиться до $5,7 млрд (данные Marketsand Markets).

Феромонные препараты обладают целевым действием на конкретных насекомых-вредителей. Сегодня используются биопрепараты против совок (Spodoptera exigua, Spodoptera litura), в том числе кукурузной лиственной совки (Spodoptera frugiperda), стеблевого кукурузного мотылька и других вредителей.

Выпуск 90% всех биопестицидов в мире основан на использовании различных видов и штаммов Bacillus thuringiensis. Затем по степени задействования идут энтомопатогенные нематоды, биопрепараты на основе видов микромицетов и бактериальные биопрепараты.

Бактериофаги (вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки) являются новым типом биологического пестицида, способным контролировать 10 наиболее серьезных бактериальных заболеваний растений, включая Pseudomonas syringae («обморожение», поражает плоды и листья), Ralstonia solanacearum (бурая гниль), Agrobacterium tumefaciens (бактериальный рак винограда), Xanthomonas (черная бактериальная пятнистость), Pyricularia solani и Pseudomonas solanacearum (бактериальное увядание картофеля и подсолнечника) (журнал Molecular Plant Pathology). Контроль этих болезней с помощью химических средств защиты сегодня ограничен, а их возбудители выработали устойчивость к химическим пестицидам.

Основным препятствием для ускоренного развития промышленности биопестицидов является недостаточная информация о потенциальных видах бактерий, грибов и членистоногих для новых биопестицидов и биологических контролирующих агентов. В настоящее время признано, что для контроля вредителей может быть использовано свыше 100 видов бактерий, 800 видов грибов и 300 видов нематод, для контроля сорняков — 50 видов бактерий и грибов, а для борьбы с возбудителями болезней растений — только 20 видов бактерий и грибов.

Один из интересных методов контроля болезней и вредителей предлагает американская компания Bee Vectoring Technologies International Inc. Технология Bee Carrier Technology предлагает вносить биологические препараты на сельскохозяйственные культуры и декоративные растения с помощью... пчел. Компания разработала и владеет запатентованной технологией векторизации, которая предназначена для безвредного использования коммерчески выращиваемых насекомых-опылителей (пчелы, шмели и др.). Данные опылители становятся естественными механизмами доставки различных органических соединений, которые подавляют или устраняют распространенные болезни культур (Botrytis, коричневая гниль, антракноз, Alternaria alternata и др.).
Первый биопестицид для данной технологии зарегистрирован в США и Канаде в 2019 году — фунгицид Pink Stick Fungus (CR- 7). Продукт разрешен к применению в органическом земледелии, а также на культурах: земляника садовая, черника, подсолнечник, миндаль. Продукт размещается в улье специально разработанном сменной подносе с системой дозирования. CR-7 является патентованным штаммом Mycoplasma rosea и призван контролировать патогены Botrytis, Sclerotinia и Candidiasis.

Кто является крупнейшим производителем и потребителем биопестицидов?

Компании по производству биоконтролирующих агентов, биопестицидов и феромонов существуют в США, Китае, Швейцарии, Японии, Индии, Швеции, Бельгии, Нидерландах, Англии, Италии, Германии, Канаде, Финляндии. Их общими особенностями являются государственная поддержка деятельности и тесная международная кооперация в разработке и испытании биопрепаратов. Из всех производящих биопестициды компаний 40% расположено в США, 35% — в Европе и 25% — в других странах.

Самый зрелый и крупный рынок биопестицидов — в США. Второе место занимает Китай, где расположено 200 заводов, выпускающих зарегистрированные биопестициды, которые китайцы применяют на 30 млн га. Быстрое развитие биопестицидов в США вызвано спросом на рынке органических продуктов и активной поддержкой Агентства по охране окружающей среды (EPA), которое упростило процесс регистрации биопродуктов, сократив этим время и стоимость. На начало 2020 года ЕРА одобрило регистрацию более 1400 биопестицидных препаратов, включающих 400 видов д.в., из которых 58% составили биохимические пестициды, 36% — микробные пестициды и 6,5% — другие. В США зарегистрированы и используются 50 феромонов насекомых, в ЕС — 30.

Биопестициды и биоконтролирующие агенты широко применяют в Европе и Азии. Европа оказалась вторым по величине потребительским рынком биопестицидов, но из-за ограничений регулирующих процедур разработка биопестицидов столкнулась с препятствиями. Это привело к значительному увеличению времени регистрации и стоимости биопестицидов в Евросоюзе.

Процессы регистрации и оборота биопестицидов в ЕС регулируются Европейским агентством по безопасности пищи (оценивает научные данные), а окончательное решение принимает Европейская комиссия. В число разрешенных к использованию в странах ЕС биоагентов входят грибы (54%), бактерии (34%) и вирусы (12%). При регистрации биопестицидов учитывают токсичность, патогенность, инфекционность, экотоксикологию и разложение биопестицида в природной среде и другие показатели.

Перспективы биологического метода в России

По данным Всероссийского НИИ биологической защиты растений, все проблемы растениеводства могут быть в значительной степени решены при широкомасштабном и эффективном использовании биозащиты. Однако перспективы биологического метода в РФ проблематичны, несмотря на его очевидные преимущества перед химическим методом защиты растений по биологической и экологической безопасности (академик Захаренко В.А.).

За последние 10 лет обработка биопестицидами сельскохозяйственных культур и садов в России сократилась в 6 раз, а производство биопрепаратов — в 20 раз. Фактически нет промышленного производства российских биопестицидов и биоконтролирующих агентов. Численность ученых, способных создавать биопестициды, находится на критически низком уровне. Небольшое число зарегистрированных биопестицидов россияне производят в маленьких лабораториях без должного контроля качества, биологической эффективности и безопасности. И это несмотря на то, что создание и применение биологических средств защиты растений в стране отнесено к приоритетным направлениям развития науки, но государственные органы этим направлением не интересуются и не финансируют. Поэтому создание биопрепаратов и использование биометода развиваются стихийно. При этом правительство озвучило ничем не обоснованный лозунг, что Россия способна ежегодно поставлять продукцию органического земледелия на $150 млрд, что требует масштабного применения биометода (Монастырский О.А., 2019).

К слову, Россия отстает от развитых стран мира не только по внесению биопестицидов, но и традиционных химических СЗР. При этом неблагоприятная фитосанитарная обстановка регистрируется на 70% используемых сельхозугодий. Россияне считают, что химические обработки зерновых культур рентабельны при высокой урожайности (56-60 ц/га) и получаемой прибавке урожая более 6,0 ц/га. В случае борьбы с видами токсинообразующих грибов (фузариями, аспергиллами, трихотециумом и др.) химическая защита посевов вообще нерентабельна (академик Новожилов К.В., Монастырский О.А., 2019). Наиболее интенсивный рост рынка химических СЗР в России на протяжении последней пятилетки наблюдался в сегменте химических фунгицидов, что объясняется поставленной в стране задачей снижения заболеваемости зерновых и повышения качества зерна (рис.).

Динамика развития основных рыночных сегментов химических СЗР в России, млрд руб. (Kynetec)

И в заключение

Несмотря на то, что биопестициды одобрены для органического сельского хозяйства, более 70% их используется в классическом интенсивном земледелии. Растет популярность системы интегрированной защиты — комбинированного использования биологических и химических пестицидов для получения более высокой окупаемости инвестиций, сокращения химической нагрузки на окружающую среду, повышения супрессивности почв. Впрочем, аграрии часто игнорируют уникальный механизм действия биологических пестицидов и проводят «слепое» сравнение таких продуктов по отдельности.

В Беларуси биопестициды практически не применяются в производственных масштабах. Чтобы ускорить развитие биологизации защиты культур, ученым, специалистам и руководителям отечественной аграрной отрасли необходимо сконцентрировать внимание на современных вызовах. Разработка отечественных биопестицидов должна вестись активнее и быть в приоритете. Это покажет реальную государственную поддержку в повышении устойчивости развития сельского хозяйства, а белорусским аграриям — в наращивании производства органической продукции. 

Список литературы находится в редакции.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2021 г., № 01).

Узнавайте первыми актуальные агрономические новости России и мира на наших страницах

Больше о Пестицидах

Всё о Пестицидах
© 2019 - 2022, ООО «ГлавАграр»
Правила использования GlavAgrar
Разработка сайтаFast&Curious
fncdev